JPH0823886B2 - Unequally spaced interpolation method - Google Patents
Unequally spaced interpolation methodInfo
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- JPH0823886B2 JPH0823886B2 JP59058249A JP5824984A JPH0823886B2 JP H0823886 B2 JPH0823886 B2 JP H0823886B2 JP 59058249 A JP59058249 A JP 59058249A JP 5824984 A JP5824984 A JP 5824984A JP H0823886 B2 JPH0823886 B2 JP H0823886B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は不等間隔に並ぶデータの内挿方法に係り、得
に高速・高精度に内挿を行なう好適な不等間隔内挿方法
に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of interpolating data arranged at unequal intervals, and more particularly to a suitable unequal interval interpolation method for performing interpolation with high speed and high accuracy.
従来技術について説明する前に、本発明の背景となる
衛星画像の幾何学的歪補正処理について説明する。Before describing the related art, a satellite image geometric distortion correction process, which is the background of the present invention, will be described.
人工衛星により撮像された地表の画像は、衛星の軌道
や姿勢の変動・地球の自転・撮像機器(センサと呼ぶ)
の内部的要因などにより、幾何学的および強度的歪を含
む。衛星画像を利用する際には、これらの歪をデイジタ
ル画像処理により補正する必要がある。以下では幾何学
的歪補正処理について伸べ、単に歪といえば幾何学的歪
の事を指すものとする。The image of the surface of the earth captured by artificial satellites is the change in the orbit and attitude of the satellite, the rotation of the earth, and imaging equipment (called sensors).
Due to internal factors such as, geometrical and strength distortion is included. When using satellite images, these distortions need to be corrected by digital image processing. In the following, the geometric distortion correction processing will be extended, and simply the distortion means the geometric distortion.
これまで、ランドサツト地上局を始めとする衛星地上
局で行なわれている、リサンプルと呼ばれる歪補正処理
の原理は第1図に示す様なものである。The principle of distortion correction processing called re-sampling, which has been performed in satellite ground stations such as the Landsat ground station, is as shown in FIG.
まず補正画像2上の任意の画像位置(x,y)に対応す
る未補正画像1上の点(u,v)を求める。この写像
は、衛星の軌道・姿勢データなどから決められる。点
(u,v)は未補正画像データの間にあるため、周囲のい
くつかのデータから2次元内挿処理により真の画像強度
値を推定し、補正画像上の点(x,y)における画像強度
値とする。First, a point (u, v) on the uncorrected image 1 corresponding to an arbitrary image position (x, y) on the corrected image 2 is obtained. This map is determined from the satellite orbit and attitude data. Since the point (u, v) lies between the uncorrected image data, the true image intensity value is estimated by two-dimensional interpolation processing from some surrounding data, and at the point (x, y) on the corrected image Image intensity value.
この2次元内挿処理は一般にたてよこ2回の1次元内
挿におきかえて高速に処理することができるので、以下
では1次元内挿に話を限る。Since this two-dimensional interpolation processing can be generally performed at high speed in place of two vertical one-dimensional interpolations, the following description is limited to one-dimensional interpolation.
歪が十分ゆるやかに変化する場合、未補正画像上の各
画素は局所的に等間隔に並んでいると見なしてよく、内
挿は等間隔内挿となる。When the distortion changes sufficiently slowly, the pixels on the uncorrected image may be considered to be locally arranged at equal intervals, and the interpolation is equal interval interpolation.
等間隔内挿に関しては、キユービツク・コンボリユー
シヨン法が広ぐ知られている。(例えば、「Digital Im
age Reconstruction and Resampling for Geometric Ma
nipulation,K.W.Simon,Presented at the Symposium on
Machine Processing of Remotely Sensed Data,June3
−5,1975」を参照のこと。)キユービツク・コンボリユ
ーシヨン法では第2図に示すように、内挿位置xに対す
る重み係数▲Wcc i▼(),i=1,4をあらかじめテーブ
ル化しておき、内挿された画像強度値I(x)を近傍4
点の強度値Ii i=1,4を用いて として求めることにより高速に内挿処理ができる。ここ
ではxに最も近い代表点で通常1/8または1/16刻みの
値をとる。For evenly spaced interpolation, the Kyubikku convolution method is widely known. (For example, "Digital Im
age Reconstruction and Resampling for Geometric Ma
nipulation, KWSimon, Presented at the Symposium on
Machine Processing of Remotely Sensed Data, June3
-5, 1975 ". ) In the queuing combo convolution method, as shown in FIG. 2, the weighting coefficient ▲ W cc i ▼ (), i = 1,4 for the interpolation position x is made into a table in advance, and the interpolated image intensity value is set. I (x) is close to 4
Using the intensity values of points i i i = 1,4 The interpolation processing can be performed at high speed by obtaining Here, the representative point closest to x usually takes a value of 1/8 or 1/16.
しかし、キユービツク・コンボリユーシヨン法は、画
素が等間隔に並んでいる場合しか適用できないという欠
点があつた。However, the queuing convolution method has a drawback that it can be applied only when pixels are arranged at equal intervals.
ところで、ランドサツト衛星に搭載されている代表的
なセンサに、マルチスペクトラル・スキヤナ(Multi Sp
ectral Scanner,MSSと略す)とセマテイツク・マツパー
(Thematic Mapper,TMと略す)があるが、いずれも走査
型と呼ばれるセンサである。走査型センサの撮像方式を
第3図に従つて説明する。衛星本体301には振動走査鏡3
02,光学系303および検出器304が搭載される。衛星は進
行しながら直下の地表を撮像するが、走査型センサでは
振動走査鏡302により軌道方向305とは垂直方向に走査を
繰り返すことにより、地表面を走査範囲306にわたり撮
像していく。1回の走査では、画素307の単位で検出器3
04の数だけのラインのデータが得られる。検出器の数は
MSSで6個、TMで16個である。By the way, the typical sensor mounted on the Landsat satellite is
ectral Scanner, MSS) and Semathematic Mapper (abbreviated as Thematic Mapper, TM), both of which are sensors called scanning type. An imaging method of the scanning sensor will be described with reference to FIG. Vibration scanning mirror 3 on the satellite body 301
02, optical system 303 and detector 304 are mounted. The satellite captures an image of the ground surface directly below as it advances, but the scanning sensor repeatedly captures an image of the ground surface over a scanning range 306 by repeatedly scanning the vibration scanning mirror 302 in a direction perpendicular to the orbit direction 305. In one scan, the detector 3 is used for each pixel 307.
You can get data for 04 lines. The number of detectors
6 for MSS and 16 for TM.
したがつて、走査型センサで地表面を撮像した場合、
走査方向と1走査内での走査垂直方向に並ぶ画素は等間
隔と見なせるが、走査の継ぎ目で一般に不等間隔とな
る。MSSの場合、走査が1方向であること、走査垂直方
向の画像間隔が約79mと広いこと、などから、この不等
間隔部分は考慮する必要がなかつた。ところがTMの場
合、往復走査であること、画素間隔が約30mであるこ
と、などから、不等間隔部分を無視できない。(実際TM
センサ仕様によると、最大で±2画素程度の不等間隔が
生じることになつている。)よつてTM画像の歪補正に関
しては、従来のキユービツク・コンボリユーシヨン法な
どの等間隔内挿方式だけでは補正できない。Therefore, when imaging the ground surface with a scanning sensor,
Pixels lined up in the scanning direction and in the scanning vertical direction within one scanning can be regarded as being at equal intervals, but are generally unequal intervals at the joints of scanning. In the case of MSS, since the scanning is in one direction and the image interval in the vertical scanning direction is as wide as about 79 m, it is not necessary to consider this unequal interval portion. However, in the case of TM, since it is a reciprocating scan and the pixel interval is about 30 m, the non-uniform intervals cannot be ignored. (Actual TM
According to the sensor specifications, unequal intervals of up to ± 2 pixels will occur. Therefore, the distortion correction of the TM image cannot be corrected only by the regular interval interpolation method such as the conventional queuing convolution method.
TM画像など、不等間隔部分を含む画像の歪補正方式に
関しては、従来より、疑似キユービツクコンボリユーシ
ヨン法と、GE(General Electric)社方式が知られてい
る。疑似キユービツク・コンボリユーシヨンに関して
は、特願昭57−168362号「走査エラーを生じた画像デー
タの処理方式」、GE社方式に関しては、「LANDSAT−D T
hematic Mapper Image Resambling for Soan Geometry
Correction,E.P.Beyer,etal,Machine Processing of Re
motely Sensed Data Symposium,1981」および前記特願
昭57−168362号を参照されたい。As a distortion correction method for an image including non-equidistant portions such as a TM image, a pseudo queuing combo solution method and a GE (General Electric) method have been conventionally known. Japanese Patent Application No. 57-168362 "Processing Method of Image Data Inducing Scan Error" for the pseudo queuing convolution, and "LANDSAT-DT" for the GE method.
hematic Mapper Image Resambling for Soan Geometry
Correction, EPBeyer, etal, Machine Processing of Re
See "Motely Sensed Data Symposium, 1981" and Japanese Patent Application No. 57-168362.
疑似キユービツク・コンボリユーシヨン法では不等間
隔部分を等間隔とみなし、前述のキユービツク・コンボ
リユーシヨン法により内挿を行なう。すなわち、第4図
に示すように、走査の継ぎ目における不等間隔の広さを
d、内挿位置をxとすると内挿された画像強度値I
(x)は となる。ここで重み▲Wcc i▼は式(1)に現われるも
のと同一のものである。また▲▼はx/dに最も近
い代表点である。In the pseudo queuing convolution method, unequal intervals are regarded as equal intervals, and interpolation is performed by the above queuing convolution method. That is, as shown in FIG. 4, when the width of the unequal interval at the scanning seam is d and the interpolation position is x, the interpolated image intensity value I
(X) Becomes Here, the weight ▲ W cc i ▼ is the same as that appearing in the equation (1). Also, ▲ ▼ is the representative point closest to x / d.
しかし、この疑似キユービツク・コンボリユーシヨン
では不等間隔をあたかも等間隔であるかのように扱つて
内挿計算を行なうため、内挿精度が低下するといつた欠
点があつた。However, in this pseudo-cubic convolution, since the interpolating calculation is performed by treating the unequal intervals as if they were equidistant, there is a drawback that the accuracy of the interpolation decreases.
次に第5図に従つてGEによる方式を説明する。Dはラ
イン間隔、GPは求めるべき補正画像の画素位置を表わ
す。Next, the GE method will be described with reference to FIG. D represents the line interval, and GP represents the pixel position of the corrected image to be obtained.
GEによる方式では、走査Nに対する拡張ライン(17E,
18E)上のデータ53をスプライン内挿により求め、見か
け上、不等間隔部分をなくしておいて等間隔内挿(キユ
ービツク・コンボリユーシヨン法など)を行なうもので
ある。スプライン内挿については実施例で詳述するが、
GE方式の特徴は重み係数テーブルを1次元化するため、
ライン15,16,17E,18Eを等間隔にしている点にある。
(すなわち、不等間隔の広さd、内挿位置xという2変
数のうち、内挿位置xを固定値とすることに対応す
る。) しかしGE方式では、2段階の内挿処理(まず拡張ライ
ンを求め、次に等間隔内挿を行なう)となるため処理時
間がかかる、またスプライン関数の次数が固定となるた
め、不等間隔の広さに応じたスプライン関数を用いるこ
とができず内挿精度が低下する、といつた欠点があつ
た。In the GE method, the extension line (17E,
18E) The above data 53 is obtained by spline interpolation, and apparently unequal intervals are eliminated, and even interval interpolation (Kewbit convolution method, etc.) is performed. The spline interpolation will be described in detail in Examples,
The feature of the GE method is that the weighting coefficient table is one-dimensionalized,
The points 15, 16, 17E, and 18E are evenly spaced.
(That is, it corresponds to setting the interpolation position x to a fixed value among the two variables of the unequal interval width d and the interpolation position x.) However, in the GE method, two-stage interpolation processing (first expansion It takes a lot of processing time because the line is calculated and then interpolated at regular intervals). Also, since the order of the spline function is fixed, it is not possible to use the spline function according to the width of the irregular intervals. There was a drawback that the insertion accuracy was lowered.
本発明の目的は、上記の如き従来技術の欠点を改善
し、不等間隔に並ぶデータを高速かつ高精度に内挿する
不等間隔内挿方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide an unequal interval interpolation method for interpolating data arranged at unequal intervals at high speed and with high accuracy.
上記目的を達成するため、本発明は、内挿に使用する
重み係数を不等間隔の広さと内挿位置の2つを変数とし
た2次元テーブルの形で2次元重み係数テーブルとして
用意することに第1の特徴がある。より詳細に説明すれ
ば、以下の通りである。人工衛星の軌道方向と垂直方向
に走査を繰り返すことにより、地表面を撮像し、撮像さ
れた不等間隔に並ぶ画像データを内挿する不等間隔内挿
方法において、予め不等間隔に並ぶ画像データの内挿す
る際に使用する重み係数を不等間隔の広さと内挿位置と
を変数とした2次元テーブルとして記憶しておき、補正
された補正画像上の各点の入力画像上の対応点を求め、
求められた対応点が、入力画像の走査の継ぎ目の領域内
にある場合は、継ぎ目の領域内の不等間隔の広さを求
め、2次元テーブルを用いて、求められた対応点および
求められた不等間隔に対応する重み係数を読み出し、読
み出された重み係数を用いて不等間隔に並ぶ画像データ
を内挿することを特徴とする。また、上記重み係数をス
プライン内挿法に従つて生成する場合不等間隔の広さに
応じて次数の変化するスプライン関数を用いることに第
2の特徴がある。さらに、アドレス計算を簡単化し不等
間隔内挿を高速に行なうために、上記2次元重み係数テ
ーブルを分割編集することにより長方形のテーブルに直
すことに第3の特徴がある。In order to achieve the above object, the present invention provides a weighting coefficient used for interpolation as a two-dimensional weighting coefficient table in the form of a two-dimensional table in which two variables, that is, the width of unequal intervals and the interpolation position are variables. Has the first feature. The details will be described below. In the unequal interval interpolation method that images the ground surface by repeating scanning in the direction perpendicular to the orbit direction of the artificial satellite and interpolates the imaged image data arranged in unequal intervals The weighting factors used when interpolating the data are stored as a two-dimensional table in which the width of the unequal intervals and the interpolation position are variables, and the correspondence of each point on the corrected image on the input image Seek points,
When the obtained corresponding points are in the seam area of the scan of the input image, the width of the unequal interval in the area of the seam is obtained, and the obtained corresponding points and the obtained corresponding points are obtained using the two-dimensional table. It is characterized in that the weighting factors corresponding to the unequal intervals are read out, and the image data arranged at unequal intervals are interpolated using the read out weighting factors. A second feature is that when the weighting factor is generated according to the spline interpolation method, a spline function whose order changes according to the width of unequal intervals is used. Furthermore, in order to simplify the address calculation and perform unequal interval interpolation at high speed, the third feature is that the two-dimensional weighting coefficient table is divided and edited to be a rectangular table.
以下、本発明の一実施例を、ランドサツト4号衛星搭
載のセマテイツクマツパー(TM)画像歪補正システムを
例にとつて説明する。An embodiment of the present invention will be described below by taking the Semanates Kumaper (TM) image distortion correction system mounted on the Landsat 4 satellite as an example.
第6図は本発明の処理方法を実現するためのハードウ
エア構成を示したものである。FIG. 6 shows a hardware configuration for implementing the processing method of the present invention.
CPU101は、歪補正処理(リサンプリング)に必要な歪
補正係数を算出する。歪補正処理は、画像修正処理装置
105(高速アレイプロセツサ−AP120B)にて行なう。画
像データは高密度磁気テープ装置(HDDT)102より入力
され、一時磁気デイスク104に格納される。補正された
画像データは磁気テープ装置103に出力される。The CPU 101 calculates a distortion correction coefficient necessary for distortion correction processing (resampling). Distortion correction processing is an image correction processing device.
105 (High-speed array processor-AP120B). Image data is input from a high density magnetic tape device (HDDT) 102 and stored in a temporary magnetic disk 104. The corrected image data is output to the magnetic tape device 103.
第7図は、衛星画像の幾何学的歪を補正する処理フロ
ーの概要図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a processing flow for correcting the geometric distortion of the satellite image.
低周波姿勢データ701、高周波姿勢データ702、軌道デ
ータ703、TMミラー走査中央時刻データ704及び未補正画
像705が入力されると、それらのデータに基づいて姿勢
角計算706、軌道計算707、走査ミラー補正708が行なわ
れ、走査が制御される。さらに偏差量709、幾何学的歪
補正係数710が算出され、この結果に基づいて、本発明
に係る歪補正処理711が行なわれ、補正済画像データ712
が出力される。When the low-frequency attitude data 701, the high-frequency attitude data 702, the orbit data 703, the TM mirror scanning center time data 704 and the uncorrected image 705 are input, the attitude angle calculation 706, the orbit calculation 707, and the scanning mirror are calculated based on these data. Correction 708 is performed and scanning is controlled. Further, the deviation amount 709 and the geometric distortion correction coefficient 710 are calculated, and the distortion correction processing 711 according to the present invention is performed on the basis of these results to obtain the corrected image data 712.
Is output.
歪補正処理は、まず走査方向(よこ方向)、次に走査
垂直方向(たて方向)の2段階で行なわれる。走査方向
の歪補正が行なわれた後の画像をハイブリツド画像と呼
ぶ。The distortion correction processing is performed in two stages, first in the scanning direction (horizontal direction) and then in the scanning vertical direction (vertical direction). An image that has been subjected to distortion correction in the scanning direction is called a hybrid image.
走査方向の画素間隔は局所的に等間隔とみなせるの
で、従来通りキユービツク・コンボリユーシヨン法など
の等間隔内挿法を使用する。以下では走査の継ぎ目で起
こる不等間隔部分が問題となる、ハイブリツド画像から
補正画像へ変換する、たて方向1次元内挿処理について
詳しく述べる。Since the pixel intervals in the scanning direction can be considered locally as equal intervals, the equal interval interpolation method such as the queuing convolution method is used as usual. The vertical direction one-dimensional interpolation processing for converting a hybrid image into a corrected image, which causes a problem of non-uniform intervals occurring at the seam of scanning, will be described in detail below.
まず第8図に示す様に、補正画像82上の点821のハイ
ブリツド画像81上への対応点811をたて方向歪補正係数
により求める。点811の如く対応点が第8図に示す領域
A、すなわち1走査内で両端1画素間隔を除いた部分に
ある場合は通常の4点キユービツク・コンボリユーシヨ
ン法を用いて内挿処理を行なう。First, as shown in FIG. 8, the corresponding point 811 of the point 821 on the corrected image 82 to the hybrid image 81 is calculated by the vertical distortion correction coefficient. If the corresponding point like the point 811 is in the area A shown in FIG. 8, that is, in the portion excluding the interval of one pixel at both ends in one scan, the interpolation processing is performed by using the ordinary 4-point queuing convolution method. .
点812の如く対応点が領域Bにある場合は不等間隔内
挿を行なう。第9図に、第8図のA−A′に対応する断
面図を示す。When corresponding points, such as the point 812, are in the region B, unequal interval interpolation is performed. FIG. 9 shows a sectional view corresponding to AA 'in FIG.
まず、たて方向歪補正係数を用い、不等間隔の広さd
を求め、内挿位置xとdから2次元重み係数テーブルの
位置(,)に対応する6個の重み係数▲WSP i▼
(,)i=1,6を読み出し、近傍6点の画像強度値I
i,i=1,6とから内挿値I(x,d)を によつて求める。ただし,は各々x,dに最も近い代
表点であり、は1/16,は1/8刻みの値をとる。First, using the vertical direction distortion correction coefficient,
From the interpolated positions x and d, the six weighting factors ▲ W SP i ▼ corresponding to the position (,) in the two-dimensional weighting factor table.
(,) I = 1,6 is read out, and image intensity values I of 6 points in the vicinity are read.
Interpolated value I (x, d) from i , i = 1,6 To ask. Here, is the representative point closest to x and d, respectively, and is 1/16, and takes a value in 1/8 steps.
本処理を補正画像のすべての点について行なうことに
より、たて方向の歪補正処理が完了する。By performing this process for all points of the corrected image, the distortion correction process in the vertical direction is completed.
以下では、2次元重みテーブルの構成法を示す。 Hereinafter, a method of constructing the two-dimensional weight table will be shown.
内挿はスプライン関数を用いて行なう。スプライン関
数についての詳細は、例えば「スプライン関数とその応
用、吉田浩三他、教育出版」を参照されたい。スプライ
ン関数とは多項式を何らかの連続条件を満たすように接
続した区分的多項式のことである。Interpolation is performed using a spline function. For details of the spline function, refer to, for example, “Spline function and its application, Kozo Yoshida et al., Educational Publishing”. The spline function is a piecewise polynomial in which polynomials are connected so as to satisfy some continuous condition.
不等間隔の広さdは、−1<d≦3とし(TMセンサ仕
様より)、内挿位置xは、0<x<2+dである。(第
9図参照) まず、1次のスプライン関数を使用する場合、(1次
のスプライン関数とは各区間で直線、すなわち折れ線を
意味する)折れ線による内挿は第10図に示すように線型
内挿となる。このときの重み係数の生成法は自明である
ので省略する。The width d of unequal intervals is -1 <d≤3 (from TM sensor specifications), and the interpolation position x is 0 <x <2 + d. (Refer to FIG. 9) First, when a linear spline function is used, the linear interpolation (the linear spline function means a straight line in each section, that is, a polygonal line) is linear as shown in FIG. It becomes an interpolation. Since the method of generating the weighting coefficient at this time is self-explanatory, it is omitted.
次に最もよく使用される3次スプライン関数を使用し
た場合について説明する。Next, the case of using the most commonly used cubic spline function will be described.
まず0<dのときを考える。 First, consider the case of 0 <d.
第11図の区間R1,R2,R3における3次スプライン関数を
各々y1,y2,y3とし yi=a1 (i)x3+a2 (i)x2+a3 (i)x+a4 (i) ……(4) (i=1,2,3) とする。Let the cubic spline functions in the sections R 1 , R 2 and R 3 in FIG. 11 be y 1 , y 2 and y 3 , respectively, y i = a 1 (i) x 3 + a 2 (i) x 2 + a 3 (i ) x + a 4 (i) (4) (i = 1,2,3).
12個の係数aj (i)(i=1,2,3、j=1,2,3,4)は次の
条件で求める。Twelve coefficients a j (i) (i = 1,2,3, j = 1,2,3,4) are obtained under the following conditions.
(1)各区間の端点通過 (2)区間の継ぎ目で2次の微係数まで連続 (3)x=0,2+dにおける傾きを指定 (1)〜(3)の条件を▲a(i) j▼で書き下して行列
の形にまとめると ただし、 D-1=Fと書くと、連立方程式の解としてaj (i)は以下
の様に表わせる。(1) Passing the end points of each section (2) Continuous up to quadratic differential coefficient at the joint of sections (3) Designate the slope at x = 0,2 + d When the conditions (1) to (3) are written down with ▲ a (i) j ▼ and summarized in matrix form, However, If we write D -1 = F, then a j (i) can be expressed as the solution of simultaneous equations as follows.
したがつて求める内挿値I(x,d)は となり、両辺を比較して▲WSP j▼(x,d),j=1,…,6を
求める事ができる。 Therefore, the interpolated value I (x, d) Then, by comparing both sides, it is possible to obtain ▲ W SP j ▼ (x, d), j = 1, ..., 6.
−1<d<0のとき(第12図参照)も全く同様の考え
でWj(x,d)が求められる。When -1 <d <0 (see FIG. 12), W j (x, d) is obtained by the same idea.
d=0のとき(第13図参照)、I3とI4が重なるため、
平均値▲I′ 3▼=(I3+I4)/2でおきかえた後、同様
に重みWj(x,0)を求める。When d = 0 (see FIG. 13), I 3 and I 4 overlap, so
After changing the average value ▲ I ′ 3 ▼ = (I 3 + I 4 ) / 2, the weight W j (x, 0) is similarly obtained.
以上の如く、あらかじめ求めた▲WSP j▼(x,d)を、
すべて2次元テーブルの形で記憶しておくことにより、
高速に内挿計算を行なうことができる。As described above, the previously obtained ▲ W SP j ▼ (x, d) is
By storing all in the form of a two-dimensional table,
The interpolation calculation can be performed at high speed.
次に、内挿に使用するスプライン関数の次数である
が、不等間隔の広さdに応じて次数を変化させる事がで
きる。第14図に示す実験によると、d≦1.6では3次ス
プライン、d>1.6では1次スプライン関数による内挿
(すなわち線型内挿)が最も精度がよい。ここで横軸は
不等間隔の広さd、縦軸は内挿精度(RMS)である。○
は最近接内挿法、×は線型内挿法、△は疑似キユービツ
クコンボリユーシヨン法、 は3次スプライン法、 はGE方式による値を示す。この実験は、原画像からキユ
ービツク・コンボリユーシヨン法を用いた内挿処理によ
り、模擬的に不等間隔を生じさせた画像に対し上述のス
プライン内挿を行つて得た復元画像と原画像の差を求め
たものである。Next, regarding the order of the spline function used for interpolation, the order can be changed according to the width d of the unequal intervals. According to the experiment shown in FIG. 14, the cubic spline is most accurate when d ≦ 1.6, and the linear interpolation is most accurate when the d> 1.6. Here, the horizontal axis represents the width d of unequal intervals, and the vertical axis represents the interpolation accuracy (RMS). ○
Is the nearest-neighbor interpolation method, × is the linear interpolation method, △ is the pseudo queuing combo reuse method, Is the cubic spline method, Indicates the value according to the GE method. In this experiment, the original image and the restored image obtained by performing the above-mentioned spline interpolation for the image in which the unequal intervals are simulated by the interpolation processing using the Kyubik's convolution method are performed. This is the difference.
この実験の結果をふまえ、dに応じて変化する次数の
スプライン関数を用いて重み係数を生成する。Based on the result of this experiment, a weighting coefficient is generated using a spline function of an order that changes according to d.
以上、本実施例によれば不等間隔内挿に使用する重み
係数を、あらかじめ2次元テーブルの形に計算・記憶し
ておくことにより、高速に不等間隔内挿が実行でき、ま
た不等間隔の広さdに応じて内挿に使用するスプライン
関数の次数を変化させることにより、精度よく内挿計算
ができるという効果がある。As described above, according to the present embodiment, the weighting factors used for unequal interval interpolation are calculated and stored in advance in the form of a two-dimensional table, so that unequal interval interpolation can be executed at high speed, and unequal By changing the order of the spline function used for interpolation according to the width d of the interval, there is an effect that the interpolation calculation can be performed accurately.
第15図は発明方式、GE方式、疑似キユービツク方式、
線型(1次スプライン)方式について内挿精度と演算量
を比較したものである。ここで内挿精度は模擬実験によ
り測定した誤差(RMS)であり、演算量は内挿1回当り
に要する浮動小数点演算の回数で示す。Fig. 15 shows the invention method, GE method, pseudo-qubit method,
This is a comparison of interpolation accuracy and calculation amount for linear (first-order spline) methods. Here, the interpolation accuracy is an error (RMS) measured by a simulation experiment, and the calculation amount is indicated by the number of floating point calculations required for each interpolation.
つぎに、2次元重み係数テーブルを長方形に直す実施
例について説明する。Next, an embodiment in which the two-dimensional weighting coefficient table is converted into a rectangle will be described.
不等間隔の広さdはTMセンサ仕様より−2<d≦2と
してよく、内挿位置xは0≦x<2+dである。(第16
図参照)したがつて重み係数テーブルは第16図の様にな
る。ここで1つの箱が6個の重み係数の組を表わすこの
テーブルをそのままメモリに格納すると、第17図の様に
なる。このとき、ある(,)に対する重み係数は先
頭よりの相対位置で {(D+15)(D+16)+X}・6 …(12) 番目に格納されていることが分る。ただし である。The width d of the unequal interval may be −2 <d ≦ 2 according to the TM sensor specification, and the interpolation position x is 0 ≦ x <2 + d. (No. 16
Therefore, the weight coefficient table is as shown in FIG. If this table, in which one box represents a set of six weighting factors, is stored in the memory as it is, it becomes as shown in FIG. At this time, it can be seen that the weighting coefficient for a certain (,) is stored in the {(D + 15) (D + 16) + X} · 6 ... (12) th position relative to the beginning. However Is.
(12)式はDに関して2次式となるため、アドレス計
算が複雑で処理時間がかかる。これは第16図のテーブル
が長方形になつていない事による。Since the equation (12) is a quadratic equation with respect to D, the address calculation is complicated and the processing time is long. This is because the table in Fig. 16 is not rectangular.
第18図は本発明方法によるテーブル構成を示す。すな
わち、第16図でX≧32の部分を分割し折り返して、たて
32×よこ33の長方形テーブルに編集したものである。メ
モリ内配置は第19図となる。FIG. 18 shows a table structure according to the method of the present invention. That is, in FIG. 16, the part of X ≧ 32 is divided and folded back,
It was edited into a rectangular table of 32 x width 33. The layout in memory is shown in FIG.
このとき、ある(,)に対する重み係数は先頭よ
りの相対位置で となる。At this time, the weighting coefficient for a certain (,) is a relative position from the beginning. Becomes
(13)式はX,Dに関して1次式であるため、高速にア
ドレス計算ができる。Since the equation (13) is a linear equation with respect to X and D, the address can be calculated at high speed.
本発明によれば、不等間隔に並ぶデータを内挿するさ
いに、内挿に使用する重み係数を、不等間隔の広さdと
内挿位置xの2つを変数とした2次元テーブルとして記
憶しておくことにより高速に不等間隔内挿が実行でき、
またdに応じて内挿に使用するスプライン関数の次数を
変化させることができるので精度よく不等間隔内挿がで
きるという効果がある。また、不等間隔内挿の2次元重
み係数テーブルが長方形に編集されるので、高速に内挿
処理が実行できるという効果がある。According to the present invention, when interpolating data arranged at unequal intervals, a two-dimensional table in which the weighting coefficient used for interpolation has two variables of the unequal interval width d and the interpolation position x as variables. By storing as, it is possible to perform unequal interval interpolation at high speed,
Further, since the order of the spline function used for interpolation can be changed according to d, there is an effect that unequal interval interpolation can be performed with high accuracy. Further, since the two-dimensional weighting coefficient table for unequal interval interpolation is edited into a rectangle, there is an effect that interpolation processing can be executed at high speed.
第1図は歪補正の原理を示す図、第2図はキユービツク
・コンボリユーシヨン法による等間隔内挿方式を説明す
る図、第3図は走査型センサの撮像方式を示す図、第4
図は疑似キユービツク・コンボリユーシヨン法を説明す
る図、第5図はGE方式を説明する図、第6図はランドサ
ツト4号衛星のデータ処理を行なうためのハードウエア
構成を示す図、第7図はランドサツト4号衛星の画像デ
ータ補正に必要なデータの流れを示す図、第8図はたて
方向歪補正処理の概要を示す図、第9図は第8図のA−
A′線断面図、第10図〜第13図は不等間隔内挿方法を示
す図、第14図は内挿精度実験結果を示す図、第15図は本
発明の方法と従来方式との比較結果を示す図、第16図〜
第19図は重み係数テーブルを長方形にした構成例を示す
図である。 1……未補正画像中の画素位置、2……補正画像中の画
素位置、301……衛星本体、302……振動走査鏡、304…
…検出器、101……CPU、102……高密度磁気テープ装
置、103……磁気テープ装置、104……磁気デイスク装
置、105……画像修正処理装置。FIG. 1 is a diagram showing the principle of distortion correction, FIG. 2 is a diagram explaining an equal-interval interpolation method by the queuing convolution method, and FIG. 3 is a diagram showing an imaging method of a scanning type sensor.
FIG. 7 is a diagram for explaining the pseudo queuing convolution method, FIG. 5 is a diagram for explaining the GE system, FIG. 6 is a diagram showing a hardware configuration for performing data processing of Landsat 4 satellite, FIG. 7 Is a diagram showing a flow of data necessary for image data correction of Landsat 4 satellite, FIG. 8 is a diagram showing an outline of vertical direction distortion correction processing, and FIG. 9 is A- in FIG.
FIG. 10 is a sectional view taken along line A ′, FIG. 10 to FIG. 13 are diagrams showing an unequal interval interpolation method, FIG. 14 is a diagram showing results of an interpolation accuracy experiment, and FIG. 15 is a diagram showing a method of the present invention and a conventional method. Figure showing comparison results, Figure 16 ~
FIG. 19 is a diagram showing a configuration example in which the weighting coefficient table is rectangular. 1 ... Pixel position in uncorrected image, 2 ... Pixel position in corrected image, 301 ... Satellite body, 302 ... Vibration scanning mirror, 304 ...
... Detector, 101 ... CPU, 102 ... High-density magnetic tape device, 103 ... Magnetic tape device, 104 ... Magnetic disk device, 105 ... Image correction processing device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 秀夫 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 実開 昭57−84058(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideo Ota 5-2-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki, Hitachi, Ltd. Inside the Omika Plant, Hitachi, Ltd. (56) References: 57-84058
Claims (4)
り返すことにより、地表面を撮像し、撮像された不等間
隔に並ぶ画像データを内挿する不等間隔内挿方法におい
て、 予め不等間隔に並ぶ画像データの内挿する際に使用する
重み係数を不等間隔の広さと内挿位置とを変数とした2
次元テーブルとして記憶しておき、 補正された補正画像上の各点の入力画像上の対応点を求
め、 前記求められた対応点が、前記入力画像の走査の継ぎ目
の領域内にある場合は、前記継ぎ目の領域内の不等間隔
の広さを求め、 前記2次元テーブルから、前記求められた対応点および
前記求められた不等間隔の広さに対応する重み係数を読
み出し、 読み出された重み係数を用いて不等間隔に並ぶ画像デー
タを内挿することを特徴とする不等間隔内挿方法。1. An unequal interval interpolation method for imaging the ground surface by repeating scanning in the direction perpendicular to the orbital direction of an artificial satellite and interpolating the imaged image data arranged at unequal intervals. The weighting factor used when interpolating the image data arranged at equal intervals is defined by the variables of the nonuniform spacing and the interpolation position.
It is stored as a dimension table, the corresponding points on the input image of each point on the corrected image is obtained, and if the obtained corresponding points are within the area of the seam of scanning of the input image, The widths of unequal intervals in the region of the seam are obtained, and the weighting factors corresponding to the obtained corresponding points and the obtained unequal intervals are read out from the two-dimensional table and read out. An unequal interval interpolation method characterized by interpolating image data arranged at unequal intervals using weighting factors.
において、 前記走査の継ぎ目の領域は、1走査内で両端の1画素間
隔の部分であることを特徴とする不等間隔内挿方法。2. The non-equidistant interpolation method according to claim 1, wherein the region of the seam of the scan is a portion of one pixel at both ends in one scan. Interpolation method.
において、 前記重み係数は、不等間隔の広さに応じて係数の変化す
るスプライ関数により生成することを特徴とする不等間
隔内挿方法。3. The unequal interval interpolation method according to claim 1, wherein the weighting coefficient is generated by a splice function whose coefficient changes in accordance with the width of the unequal interval. Equal interval interpolation method.
において、 前記2次元テーブルは、長方形型テーブルに分割編集し
て作成することを特徴とする不等間隔内挿方法。4. The non-equidistant interpolation method according to claim 1, wherein the two-dimensional table is created by dividing and editing into a rectangular table.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058249A JPH0823886B2 (en) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | Unequally spaced interpolation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058249A JPH0823886B2 (en) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | Unequally spaced interpolation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204083A JPS60204083A (en) | 1985-10-15 |
| JPH0823886B2 true JPH0823886B2 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=13078849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59058249A Expired - Lifetime JPH0823886B2 (en) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | Unequally spaced interpolation method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823886B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH082659B2 (en) * | 1986-06-02 | 1996-01-17 | 松下電器産業株式会社 | Method of creating density characteristic correction table in gradation printer |
| JPH0774897B2 (en) * | 1987-09-24 | 1995-08-09 | 株式会社グラフィコ | Color electronic plate making system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5784058U (en) * | 1980-11-04 | 1982-05-24 |
-
1984
- 1984-03-28 JP JP59058249A patent/JPH0823886B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60204083A (en) | 1985-10-15 |
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